大型汽轮机末级全三元跨音速流场的计算与分析

本文采用时间相关有限体积法编制了计算透平级中跨音速全三元流场的程序,并对引进的300MW汽轮机末级流场作了初步的计算。认为:随着计算机和计算技术的发展,采用全三元流场的计算方法将是今后计算、设计透平的发展方向。     

考虑静叶内叶片力的作用对透平级特性影响的数值研究

在传统的流线曲率法的基础上，考虑了叶片力，叶片厚度等因素的影响，根据完全径向平衡方程，在叶片通道内加站，编制了相应的计算程序，并采用了张力样条函数来拟合流线，以期流线拟合的结果更加接近实际流场。根据不同径向角下的计算结果分析了叶片力对压力分布及其它气流特性的影响。     

用工程方法考虑流动损失的跨音速透平级全三元流场的计算

介绍了用时间推进法计算有流动损失的跨音速透平级全三元流场的计算方法,流动损失采用哈尔滨汽轮机厂提供的损失模型进行计算。对考虑流动损失与忽略流动损失的全三元流场计算结果进行了对比,发现考虑流动损失后反力度有一定的提高,速度三角形也有少量变化,说明考虑流动损失对于进一步改进透平级设计是必要的。本文提供的方法可供工程设计应用。     

一级半透平级叶片型线的气动优化设计研究

针对一级半透平级的直叶片,采用遗传算法和人工神经网络耦合气动性能分析方法,进行三维优化设计.优化设计目标是在流量和进出口气流角的约束条件下,等熵效率最大.优化设计结果表明:在流量和进出口气流角的约束条件下,相比于初始设计的一级半透平级,优化设计得到的等熵效率提高了1.67％.优化设计得到的动静叶之间的出口气流角匹配合理,减少了攻角损失;各列叶栅扩压区和扩压梯度均有减少,降低了二次流损失,提高了等熵效率.     

燃气轮机叶片的三元设计和造型

本文在文献「１」讨论的方法基础上，通过实际叶片计算造型，验证了该方法的可用性。     

带平衡孔结构透平级内部流动的数值模拟

采用NEMECA商用软件包之Fine/TURBO求解三维定常的Navier Stokes方程组,对带围带汽封、隔板汽封和平衡孔结构的蒸汽透平高压级内部的复杂三维流动进行数值模拟,采用多区域结构化网格,并对透平级进行适当的几何简化处理,着重对平衡孔结构内部的流动进行分析。     

基于面向对象的透平级设计优化专家系统的研究

基于面向对象的设计方法,研究开发了透平级设计优化专家系统。本系统具有模块化程度高,良好的人机界面等优点,它为透平级设计带来了新的设计思想和实现方法,从而推动了人工智能技术在透平机构械设计领域中的进一步应用。     

湿蒸汽透平级动叶侵蚀特性预测

给出一种根据二次水滴在静叶后轴向间隙中的运动规律确定湿蒸汽透平级动叶侵蚀特性的方法,计算了一个典型级动叶的侵蚀情况。根据计算结果分析了级工作参数对侵蚀性能的影响,并指出了减缓侵蚀破坏的途径。     

一级半轴流式透平级内部若干非定常流动现象的试验研究

设计研制了具有亚音速透平高压级气动特性的一级半轴流式试验透平,采用试验方法对时序效应、叶栅壁面非定常静压幅频特性以及动叶出口非定常速度场进行了研究。结果表明:时序效应具有改善轴流式透平气动性能的潜力;动、静叶排压力有势场干涉引发的基频信号和上游静叶尾迹片段引发的两阶倍频信号,构成了第二列静叶壁面静压非定常分量的基本频率特征,其间还伴随高达六阶的倍频信号,主要由动叶尾缘高频脱落的涡街扰动产生;尚未完成掺混的第一列静叶尾迹片段出现在动叶出口,由其引发的负射流显著改变了动叶出口局部位置处的气流偏转角。     

透平级三维粘性非定常流动和气流激振力的研究

针对非定常流动对透平气动性能的影响和导致产生动叶片振动疲劳的气流激振力,深入研究和总结了国内外透平机械的非定常流动,阐述了RNGκ-ε湍流模型和双时间步法,并提供了笔者研究的2个汽轮机高压级以及末级的非定常流场与气流激振力的例子.结果表明:采用RNGκ-ε湍流模型和双时间步法对透平级进行非定常粘性流场分析可获得更为详细、精确的流场状况以及更为真实的效率;气流激振力和激振力因子的水平与流场状况有密切联系,影响流场的因素(如背压,流量,动静间隙等)发生变化会对气流激振力因子产生影响.此外,还提出了今后进一步研究的思路和方法.     

905毫米长叶片跨音速平面叶栅试验研究

一、试验目的及要求研制905mm长叶片,需对叶片的特征截面叶型进行气动性能研究。为此,对叶片五个特征截面叶型进行平面叶栅试验模型设计,模型制造和吹风试验。通过对这五个截面叶型的叶栅吹风试验,可以得到气流流经叶片型面的叶片表面速度分布以     

叶片弯曲对跨音速涡轮叶栅流场的影响

对均匀加载叶型所构成的直叶栅及不同弯角所构成的弯叶栅流场进行了数值模拟。研究了弯叶片作用下型面压力分布、马赫数等值线及叶片表面压力分布的改变,同时考察了叶片弯曲对马蹄涡及通道涡生成位置的影响。叶片正变后有助于减少端壁处的横向压力梯度,削弱端壁二次流动;另外叶片正弯后会使马蹄涡起始分离点位置向流道中间偏移,促使通道涡提早发生。本文所选用的差分格式为具有ＴＶＤ性质的三阶精度的Ｇｏｄｕｎｏｖ格式,湍流模型为修正后的Ｂ－Ｌ代数模型。     

跨音速级叶片可控涡设计分析与试验研究

对某涡轮末级,本文采用可控涡方法,通过数值计算与传统自由涡的设计研究对比显示:前者的总总效率较后者提高了0.5%,功率提高了1.18%;可控涡设计通过控制静叶出口气流角使气体质量流量在径向重新分布,从而控制涡轮反动度沿着叶高的斜率变小,根部横向压力梯度的减小减弱了端部的二次流损失,顶部反动度的减小可降低顶部间隙的泄露损失;对可控涡设计静叶片按缩比制成环形叶栅试验件在风洞试验平台上试验,通过对比数值计算和试验的出口截面马赫数、轴向速度、出口速度环量及各截面静压沿型线分布等,可知试验数据和数值计算结果吻合的很好,试验获得的总压损失系数略高于数值计算,试验还表明在3个不同出口马赫数下,总压损失系数随着试验出口马赫数的增大逐步降低。     

某双级跨音速燃气透平全三元粘性流场的数值分析

求解了某双级跨音速燃气透平的全三元粘性湍流流场,计算结果表明用基于有限体积法的数值模拟方法求解多级跨音速透平粘性含激波流场结果合理,数值计算具有较高的效率。在分析了各排叶片叶型的主要气动特性基础上,认为该透平总体承载能力比较合理。     

计算跨音速透平叶栅极限进气角的方法

本文提出了一个计算跨音速透平叶栅的极限进气角的方法。该法以叶栅的相对极限环量为根据。用本法计算得到的极限进气角和实验结果吻合较好。     

蒸汽透平全三元粘性流动计算

介绍了用有限体积时间推进法进行以蒸汽为介质的蒸汽透平叶片排全三元粘性流场的计算方法。通过对某一实际蒸汽透平叶片排的计算，证明计算方法是成功的，计算程序是正确的。它可以用来详细分析蒸汽透平叶片的性能。     

内燃机冷却风扇三元流场计算的新方法

引言 本文提出了一种计算冷却风扇三元流场的新方法,即任定准正交面法。该方法是把流线曲率法与两类相对流面理论结合在一起的一种直接三元解的数值方法,它把一个三元流场的求解分解为耦合的三个一元问题来迭代求解。求解速度快,占用的计算机内存少,具有工程实用价值。１　数学模型 沿流场中任一方向的速度梯度方程为式中：ｒ为风扇径向方向距离;ｚ为风扇轴向方向距离;θ为沿风扇周向角;Ｗ为气体相对速度;ω为风扇旋转角速度;Ｓ为气体的嫡;ｉ１为风扇进口滞止焓;Ｗｕ为气体相对速度在周向的分量;ｒｃ为流线的曲率半径;ｍ为流线…     

分流叶片前缘掠 对跨音速离心压气机气动性能的影响

对不同分流叶片前缘掠角(-20°~20°)的跨音速离心压气机流场进行了数值模拟研究,结果表明:分流叶片掠几乎不改变压气机的堵塞流量,前掠有扩展压气机工作范围、增加失速裕度的趋势,同时使性能提高,分流叶片前掠10°性能最佳,在最高效率点效率提高0.77%,压比提升0.91%;与原压气机相比,后掠性能有所下降。分流叶片掠对主叶片的影响集中在其叶片中部,对前端低能流体的径向迁移改善效果不明显;前掠使主叶片中部压差减小,减弱了通道中横向的压力梯度,减小间隙泄漏损失,后掠使泄漏损失增加;分流叶片掠对主叶片吸力面的斜激波影响甚微,对通道中部及其两侧的低能流体作用较明显,前掠抑制了压力面侧低能流团的发展,更好地改善了通道中部的分离流动,后掠使低能流团向分流叶片前积聚,流动损失增加。     

非平衡湿蒸汽流动的透平级计算

综述了国外学者对非平衡湿蒸汽流动基本理论,非平衡湿蒸汽流动中的阻塞问题以及透平湿蒸汽级计算等研究成果。